基于细胞神经网络的图像混沌加密算法

孙炜皓

(广东工业大学 自动化学院，广东 广州 510006)

随着网络与多媒体技术的快速发展，安全已经成为图像传输和存储领域的重要问题。加密是保证图像安全的一种重要手段，已被广泛运用于许多领域。混沌现象是非线性确定性系统中的一种类似随机的过程，适用于保密通信技术。细胞神经网络是由Chua和Yang提出的一种神经网络[1]，而后被广泛应用于各个领域当中。细胞神经网络作为一种非线性动态系统，在很大的参数范围内，具有混沌吸引子和更复杂的动力学行为。

王勇等[2]将细胞神经网络产生的超混沌序列与AES算法结合来进行图像加密，任晓霞[3]运用六维细胞神经网络进行图像加密，刘玉明等[4]将四维细胞神经网络产生的超混沌序列应用到了图像加密当中。部分算法中存在密钥空间小，加密效率低，加密算法与明文无关，加密算法操作简单，安全性不高等问题。

笔者提出一种基于五维细胞神经网络的图像混沌加密算法，由五维细胞神经网络生成混沌序列，对混沌序列进行处理后用于加密算法。采用置乱-扩散-置乱方法，扩散过程将图像分为两部分，采用不同扩散方法。最后给出相关性测试、敏感性测试等结果。

1 五维细胞神经网络混沌系统

研究表明高维细胞神经网络可以产生复杂程度更高的超混沌行为，它的密钥空间较大，同时拥有两个以上的Lyaponuv指数，和一系列复杂并且难以预测的非线性行为，其模型动力学方程式为……